王香增

[陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075]

延長(zhǎng)探區(qū)天然氣勘探重大突破及啟示

王香增

[陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075]

延長(zhǎng)石油集團(tuán)天然氣探區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊-陜斜坡東南部。長(zhǎng)期以來(lái)，盆地存在“南油北氣”的固有認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致對(duì)延長(zhǎng)探區(qū)上古生界天然氣勘探潛力評(píng)價(jià)較低。自2003年完鉆了第一口真正意義上的天然氣探井以來(lái)，通過(guò)強(qiáng)化地質(zhì)研究，明確了延長(zhǎng)探區(qū)位于油氣富集的陜北斜坡東部，儲(chǔ)集層以水下分流河道砂體、障壁島砂壩為主，烴源巖廣泛發(fā)育，泥巖蓋層厚度大、分布穩(wěn)定，天然氣資源潛力在7 500×108m3以上。通過(guò)積極推動(dòng)理論和技術(shù)創(chuàng)新，明確提出“優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層與古流體運(yùn)聚空間的有效配置決定著天然氣富集程度”的成藏認(rèn)識(shí)，成功研發(fā)出適合延長(zhǎng)探區(qū)上古生界致密砂巖氣藏的新型VES-CO2泡沫壓裂液體系，取得了探明地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)3 000×108m3、年產(chǎn)天然氣能力達(dá)到7.2×108m3的良好效果，在短時(shí)間內(nèi)取得了天然氣勘探的重大突破。此外，還在鄂爾多斯盆地首次發(fā)現(xiàn)了具有百萬(wàn)方以上無(wú)阻流量的高產(chǎn)氣層——石炭系本溪組。

致密砂巖氣藏；天然氣勘探；延長(zhǎng)氣田；上古生界；鄂爾多斯盆地

鄂爾多斯盆地是我國(guó)具有代表性的克拉通內(nèi)盆地，中、晚三疊世—早白堊世陸相盆地疊加在早、晚古生代大型海相、海-陸交互相盆地之上,屬多重疊合型盆地[1]。其構(gòu)造發(fā)育史大體與華北地臺(tái)相當(dāng)，沉積巖層厚度大、分布穩(wěn)定，蘊(yùn)藏著豐富的油氣及煤炭資源。近年來(lái)，陸續(xù)在盆地北部上古生界發(fā)現(xiàn)了蘇里格、榆林、大牛地、烏審旗等多個(gè)探明儲(chǔ)量超千億方的大型氣田；其中，蘇里格氣田目前探明、基本探明天然氣儲(chǔ)量2.85×1012m3[2]，是目前國(guó)內(nèi)天然氣儲(chǔ)量及產(chǎn)量增長(zhǎng)的重點(diǎn)區(qū)域。然而與北部相比，盆地南部的天然氣勘探進(jìn)展緩慢，這與早期形成的“南油北氣”的固有認(rèn)識(shí)及較低的勘探程度有關(guān)，地質(zhì)認(rèn)識(shí)不清制約了北緯38°線(xiàn)以南天然氣勘探的思路及步伐。

延長(zhǎng)石油集團(tuán)的天然氣勘探區(qū)域位于陜西省延安市境內(nèi)，構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地伊陜-斜坡東南部，資源面積10 775 km2。2004年全國(guó)第三次資源評(píng)價(jià)認(rèn)為延長(zhǎng)探區(qū)的天然氣資源量?jī)H為3 007×108m3，傳統(tǒng)上認(rèn)為是勘探潛力有限的貧氣區(qū)(圖1)。“十一五”以來(lái)，延長(zhǎng)石油集團(tuán)解放思想、積極探索，以地質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破和開(kāi)采技術(shù)的創(chuàng)新帶動(dòng)天然氣勘探的突破，實(shí)現(xiàn)了天然氣勘探的高效、快速發(fā)展。截至2012年底，估算探區(qū)內(nèi)上古生界石炭系本溪組、二疊系山西組和下石盒子組盒8段探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)3 000×108m3，且已形成7.2×108m3的年產(chǎn)能力。延長(zhǎng)氣田的發(fā)現(xiàn)將成為鄂爾多斯盆地南部第一個(gè)儲(chǔ)量規(guī)模超千億方的大型氣田，表明盆地南部天然氣勘探具有廣闊的前景。

圖1 延長(zhǎng)天然氣探區(qū)位置Fig.1 Location of the Yanchang exploration block

1 延長(zhǎng)氣田發(fā)展歷程

1.1 初期探索階段(2003—2006年)

延長(zhǎng)探區(qū)天然氣勘探起步較晚。2003年完鉆了延長(zhǎng)歷史上第一口真正意義上的天然氣探井——延氣1井，在上古生界二疊系石千峰組、石盒子組、山西組、石炭系本溪組及下古生界奧陶系馬家溝組均不同程度見(jiàn)到天然氣顯示，證實(shí)了延長(zhǎng)探區(qū)古生界的含氣性。

2005年，在探區(qū)中部完鉆兩口天然氣探井——延氣2、延氣4井，發(fā)現(xiàn)山(山西組)2段、盒(下石盒子組)8段儲(chǔ)層發(fā)育。其中，延氣2井在上古生界解釋氣層15.8 m、含氣層29.3 m；對(duì)其盒8段、山2段氣層試氣，分獲無(wú)阻流量15 966，30 799 m3/d，初步揭示了延長(zhǎng)探區(qū)天然氣的勘探潛力。

2006年，根據(jù)鉆探成果及地質(zhì)認(rèn)識(shí)，提出了“整體解剖”的勘探思路，沿南北向3條鋸齒狀大剖面部署了10口探井，均鉆遇氣層。對(duì)延102井盒8段、山1段氣層試氣，分獲無(wú)阻流量7 005，10 240 m3/d；對(duì)延104井山2段氣層試氣，獲無(wú)阻流量9 796 m3/d；對(duì)延109井本溪組氣層試氣，獲無(wú)阻流量14 248 m3/d。由此充分證實(shí)延長(zhǎng)探區(qū)上古生界發(fā)育多套含氣砂體，進(jìn)一步證實(shí)延長(zhǎng)探區(qū)上古生界具良好的勘探潛力。

1.2 勘探突破階段(2007—2008年)

2007—2008年，延長(zhǎng)石油集團(tuán)確立了“立足本區(qū)、兼顧外圍、點(diǎn)上開(kāi)花、有利輻射”的勘探思路，加大了探區(qū)中部和南部的勘探力度，累計(jì)完鉆探井30口，并完成了二維地震直測(cè)線(xiàn)870 km、高家河三維地震144 km2的資料采集與處理解釋工作。通過(guò)分析研究探區(qū)中部、南部山2段、盒8段的砂體展布特征，初步預(yù)測(cè)了有利靶區(qū)。同時(shí)，進(jìn)一步改善了鉆井、試氣工藝。所有這些都取得了良好的勘探效果。

位于探區(qū)南部的延127井在山2段鉆遇含氣砂體21 m，物性較好、砂體較純，試氣獲無(wú)阻流量128.87×104m3/d，試氣產(chǎn)量首次突破百萬(wàn)方日產(chǎn)。位于探區(qū)中部的延128井在本溪組試氣，獲無(wú)阻流量15.1×104m3/d。從而，在探區(qū)中部、南部揭示了山西組、本溪組高產(chǎn)氣層的發(fā)育，上古生界天然氣勘探取得重大突破。

1.3 勘探開(kāi)發(fā)一體化階段(2009—2010年)

2009年，延長(zhǎng)石油集團(tuán)提出“以勘探為重點(diǎn)、開(kāi)發(fā)提前介入”的發(fā)展戰(zhàn)略，建立了延氣2、延128兩個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，當(dāng)年完鉆探井20口、試采井73口，其中工業(yè)氣流井58口、低產(chǎn)井14口，同時(shí)開(kāi)展了2 500 km二維地震測(cè)線(xiàn)的采集及處理解釋工作。位于延128井區(qū)的試8井在本溪組氣層試氣，獲無(wú)阻流量150.4×104m3/d，首次在鄂爾多斯盆地石炭系本溪組發(fā)現(xiàn)無(wú)阻流量百萬(wàn)方以上的高產(chǎn)氣層。位于延氣2井區(qū)的試211井在山2段氣層試氣，獲無(wú)阻流量116.5×104m3/d。當(dāng)年，在延氣2、延128先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)完成天然氣產(chǎn)能建設(shè)3.79×108m3，勘探及開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)成果顯著。

2010年，延長(zhǎng)石油集團(tuán)加快了延氣2、延128井區(qū)的勘探開(kāi)發(fā)步伐，完鉆探井134口、試采井50口，并對(duì)12口氣井進(jìn)行了試采，獲取了第一手生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料。同年，延氣2、延128井區(qū)在上古生界盒8段、山1段、山2段、本溪組計(jì)算天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)1 060×108m3，延長(zhǎng)探區(qū)大型天然氣田正式發(fā)現(xiàn)。

在探區(qū)中部及南部取得突破之后，更加堅(jiān)定了延長(zhǎng)石油集團(tuán)進(jìn)一步擴(kuò)大天然氣勘探戰(zhàn)果的信心和決心。2011年，在探區(qū)北部實(shí)現(xiàn)天然氣探明儲(chǔ)量超過(guò)1 100×108m3；2012年，在探區(qū)東部、東北部實(shí)現(xiàn)天然氣控制儲(chǔ)量超過(guò)1 700×108m3，有望在2013年獲得天然氣探明儲(chǔ)量1 000×108m3。期間，延長(zhǎng)石油集團(tuán)在延氣2、延128兩個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)各建成LNG(液化天然氣)站一座，于2012年4月投產(chǎn)試運(yùn)行，目前已形成7.2×108m3的年產(chǎn)能力。

2 延長(zhǎng)探區(qū)天然氣勘探實(shí)踐

2.1 以地質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破指導(dǎo)天然氣勘探的突破

2.1.1 深入分析延長(zhǎng)探區(qū)地質(zhì)條件，明確天然氣資源潛力

據(jù)2004年全國(guó)第三次資源評(píng)價(jià)，延長(zhǎng)探區(qū)天然氣資源量?jī)H3 007×108m3，平均資源豐度 0.279 6×108m3/km2，天然氣勘探潛力有限。受鄂爾多斯盆地北部陸續(xù)發(fā)現(xiàn)大氣田的啟發(fā)，通過(guò)深入開(kāi)展油氣地質(zhì)基礎(chǔ)研究，認(rèn)識(shí)到“南油北氣”分布格局的形成是受到延長(zhǎng)探區(qū)位于盆地南部的深湖區(qū)、儲(chǔ)集層不發(fā)育等傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)限制的結(jié)果。

2007—2008年，延長(zhǎng)石油集團(tuán)調(diào)整油氣勘探開(kāi)發(fā)思路，提出了“油氣并舉”的勘探方針，重新落實(shí)了探區(qū)資源量，希望轉(zhuǎn)變以油為主的能源結(jié)構(gòu)。在充分利用已完鉆的40余口氣井資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)與相鄰氣田地質(zhì)條件的比較分析，認(rèn)為延長(zhǎng)探區(qū)位于油氣比較富集的陜北斜坡東部，儲(chǔ)集條件具備。石炭系-二疊系煤系氣源巖(煤層、暗色泥巖、含泥生物灰?guī)r等)廣泛分布，厚度大；有機(jī)質(zhì)豐度較高，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型較好，以腐泥-腐殖型干酪根為主；熱演化程度高，鏡質(zhì)體反射率Ro值在0.7%～3.5%；在晚侏羅世—早白堊世末期大面積成熟，表現(xiàn)出“廣覆式”生烴特征。氣源巖上部的上石盒子組-石千峰組泥質(zhì)巖系厚度大、分布穩(wěn)定、橫向連續(xù)性好，組成良好的區(qū)域性蓋層。最新資源評(píng)價(jià)結(jié)果表明，延長(zhǎng)探區(qū)天然氣資源豐度應(yīng)為0.7×108m3/km2，資源量應(yīng)在7 500×108m3以上，預(yù)計(jì)可探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量(3 000～3 800)×108m3。從而明確了延長(zhǎng)探區(qū)的天然氣資源潛力，為天然氣勘探工作的開(kāi)展夯實(shí)了基礎(chǔ)。

2.1.2 以地質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破指導(dǎo)天然氣勘探部署，以工程技術(shù)的進(jìn)步為勘探突破提供保障

延長(zhǎng)探區(qū)的天然氣在勘探初期面臨諸多難題，如：物源及沉積體系分布規(guī)律不清楚；受地震資料品質(zhì)限制，儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)技術(shù)難度大；天然氣成藏主控因素及富集規(guī)律不明確；天然氣規(guī)?；_(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究未開(kāi)展，尤其是氣層壓裂改造技術(shù)經(jīng)驗(yàn)欠缺等。為了解決這些問(wèn)題，“十一五”期間延長(zhǎng)石油集團(tuán)開(kāi)展了多項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)難題攻關(guān)，為天然氣勘探突破提供了有力的技術(shù)支持。

首先，在區(qū)域構(gòu)造和沉積背景控制下，依據(jù)前人已有研究成果，在沉積學(xué)、層序地層學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)等理論的指導(dǎo)下，采用由點(diǎn)(井)—線(xiàn)(剖面)—面(平面)—域(時(shí)間與空間域)—點(diǎn)(有利目標(biāo))的研究思路，明確了延長(zhǎng)探區(qū)的沉積展布格局和沉積演化規(guī)律，包括石炭系海-陸變遷及相應(yīng)濱岸沉積展布格局、二疊系三角洲空間展布規(guī)律與相帶分異特征；總結(jié)了石炭系本溪組濱岸沉積類(lèi)型及碎屑巖發(fā)育特征與分布規(guī)律；搞清了二疊系三角洲南、北兩大區(qū)域的發(fā)育與展布特征，明確了延長(zhǎng)探區(qū)位于南、北物源的交匯區(qū)域。同時(shí)，確定了主要儲(chǔ)層發(fā)育的沉積相帶、砂體宏觀規(guī)模及沉積體系演變對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的控制作用，為天然氣富集層段及儲(chǔ)層分布規(guī)律的研究奠定了基礎(chǔ)。

其次，開(kāi)展了上古生界天然氣成藏機(jī)制、高產(chǎn)要素及富集規(guī)律的研究。通過(guò)分析石炭系-二疊系主要含氣層段儲(chǔ)層物性特征，明確了高產(chǎn)、低產(chǎn)氣層的儲(chǔ)層物性差異的成因，為氣田采用相應(yīng)的開(kāi)采工藝與技術(shù)提供了地質(zhì)依據(jù)。通過(guò)蓋層分布規(guī)律、封蓋機(jī)理及天然氣富集規(guī)律研究，分析了區(qū)內(nèi)已知?dú)獠氐某刹匾?，明確了成藏期次與階段，建立了相應(yīng)的成藏模式，提出了“優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層與古流體運(yùn)聚空間的有效配置決定天然氣富集程度”的新認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鄂爾多斯盆地上古生界天然氣富集規(guī)律的補(bǔ)充和完善。

針對(duì)鄂爾多斯盆地上古生界儲(chǔ)集層普遍具有“低孔、低滲、低產(chǎn)”的特點(diǎn)，力求最大限度解放氣層，積極開(kāi)展以酸壓技術(shù)為主的工程技術(shù)攻關(guān)，成功研發(fā)出新型VES-CO2泡沫壓裂液體系，在實(shí)踐中取得了良好效果，有效提高了單井產(chǎn)量。該項(xiàng)技術(shù)已獲國(guó)家專(zhuān)利3項(xiàng)，為天然氣勘探重大突破提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

在勘探部署的具體實(shí)施中，遵循“整體勘探、分步實(shí)施”的指導(dǎo)思想，按照“甩開(kāi)勘探、探點(diǎn)連線(xiàn)、整體解剖、重點(diǎn)發(fā)現(xiàn)”的勘探思路，深入開(kāi)展鉆探后評(píng)估工作，及時(shí)開(kāi)展部署優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)“完鉆一口、搞清一片”的目的，走出了認(rèn)識(shí)—實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐的勘探之路，為延長(zhǎng)探區(qū)在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)上古生界天然氣勘探重大突破創(chuàng)造了條件。

正常陰莖外觀呈“柱狀”外觀，陰莖陰囊角和陰莖陰阜角均為直角，冠狀溝至陰莖根部皮膚周徑一致，同時(shí)陰莖頭充分顯露，陰莖皮膚平整、緊致不臃腫。而隱匿陰莖外觀呈“圓錐狀”外觀，陰莖角為鈍角，狹窄環(huán)明顯。

2.2 形成適合致密砂巖氣藏的配套技術(shù)

2.2.1 物源及沉積相分析技術(shù)

前人針對(duì)鄂爾多斯盆地上古生界的地質(zhì)綜合研究認(rèn)為[3-8]，由盆地北部物源形成的三角洲沉積體系主要分布于子洲、橫山以北地區(qū)，而延長(zhǎng)探區(qū)主要處于湖盆中心地帶，儲(chǔ)集層不發(fā)育；甚至有些學(xué)者認(rèn)為，山西組可能存在海相沉積。為搞清延長(zhǎng)探區(qū)上古生界沉積格局，綜合運(yùn)用了野外露頭、稀土元素、重礦物、巖石薄片等大量分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)及鉆井、錄井、測(cè)井資料，對(duì)延長(zhǎng)探區(qū)上古生界物源方向、構(gòu)造背景和沉積環(huán)境進(jìn)行了詳細(xì)分析。

研究表明，延長(zhǎng)探區(qū)上古生界山西組和盒8段物源主要來(lái)自盆地北部和東北部的陰山-阿拉善古陸，探區(qū)中、南部受南部物源影響；稀土元素分析Sr/Ba比值為0.19～0.57，為陸相沉積，即湖泊-淺水三角洲沉積體系，三角洲由北往南延伸至延安地區(qū)。其中，下石盒子組盒8段主要為辮狀河三角洲前緣沉積，水下分流河道砂體發(fā)育，砂體厚度大、分布范圍廣，并與南部物源在探區(qū)南部匯聚(圖2a)；山西組主要為曲流河三角洲前緣沉積，水下分流河道主要分布于探區(qū)中部和北部，呈南北向展布，湖盆沉積中心位于宜川—富縣一帶(圖2b)；本溪組為障壁島海岸沉積體系[8]，區(qū)內(nèi)自東往西依次發(fā)育淺海陸棚、障壁島、潟湖及潮坪沉積，障壁砂壩和砂坪為主要儲(chǔ)集體類(lèi)型。

2.2.2 黃土塬地震沉積學(xué)應(yīng)用技術(shù)

延長(zhǎng)探區(qū)的地表沉積了巨厚的黃土層，溝壑縱橫；主要目的層構(gòu)造簡(jiǎn)單，上古生界儲(chǔ)氣層主要為低孔、低滲薄砂體；受沉積相控制明顯，常規(guī)地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在該區(qū)較難適用。2010年以來(lái)，延長(zhǎng)石油集團(tuán)大力探索黃土塬地貌地震沉積學(xué)技術(shù)，目前已形成一套完整的技術(shù)體系，為天然氣勘探開(kāi)發(fā)中的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了技術(shù)支撐。

1) 復(fù)雜巖性環(huán)境下地震振幅調(diào)諧曲線(xiàn)的建立

受地表黃土塬地貌條件限制，延長(zhǎng)探區(qū)三維資料的信噪比偏低。為此，采用多種導(dǎo)向?yàn)V波技術(shù)，去除了規(guī)則噪音和隨機(jī)噪音；通過(guò)正演模擬，針對(duì)煤層對(duì)砂巖地震反射特征的影響進(jìn)行了分析；結(jié)合分頻掃描、時(shí)頻分析等技術(shù)，對(duì)煤層的干涉作用進(jìn)行了有效壓制(圖3)；進(jìn)而采用Wheeler變換，在90°相位地震剖面上建立了短期旋回格架；并通過(guò)再次標(biāo)定，建立了鉆井短期旋回與地震短期旋回的對(duì)應(yīng)關(guān)系，增強(qiáng)了地震巖性學(xué)的適用性。

2) 沉積體系空間結(jié)構(gòu)確立技術(shù)

針對(duì)延長(zhǎng)探區(qū)上古生界儲(chǔ)層致密、連續(xù)性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、地震剖面識(shí)別難度大等問(wèn)題，在傳統(tǒng)地震沉積學(xué)技術(shù)上引入時(shí)頻分析。通過(guò)對(duì)楔狀模型合成地震記錄開(kāi)展時(shí)頻分析，可見(jiàn)利用時(shí)頻分析可以確定砂體的連續(xù)性。若調(diào)諧頻率連續(xù)變化，說(shuō)明砂體連續(xù)分布；若調(diào)諧頻率宏觀上連續(xù)分布但有突變現(xiàn)象，說(shuō)明砂體厚度有變化；若調(diào)諧頻率成斷續(xù)或斑狀分布，表明砂體不連續(xù)。通過(guò)對(duì)連井合成地震記錄進(jìn)行時(shí)頻掃描，反映了工區(qū)的砂體分布特征；在時(shí)頻譜分析的基礎(chǔ)上，建立了三維工區(qū)沉積體系空間模型構(gòu)型(圖4)。

圖2 延長(zhǎng)探區(qū)下二疊統(tǒng)山2段和盒8段砂體分布Fig.2 Distribution of the second member of Shanxi Formation and the eighth member of the Lower Shihezi Formation in the Lower Permian of the Yanchang gas exploration blocka.盒8段；b.山2段

圖3 延長(zhǎng)探區(qū)含煤楔狀模型90°相位Ricker子波地震響應(yīng)特征Fig.3 Seismic response characteristics of Ricker wavelet of 90° phase in coal-bearing wedged model of the Yanchang exploration blocka.含煤楔狀地質(zhì)模型；b.90°相位80 Hz頻率Ricker子波合成地震剖面；c.砂巖中心振幅分布特征

3) 地震剖面高頻等時(shí)格架(短期旋回)建立及地層切片沉積體系綜合識(shí)別技術(shù)

以建立的參考等時(shí)地震反射框架為基礎(chǔ)，在等時(shí)界面間進(jìn)行線(xiàn)性?xún)?nèi)插，可在90°相位地震數(shù)據(jù)體中形成311層具有等時(shí)意義的地層切片。通過(guò)井深、地層切片雙程旅行時(shí)間和相對(duì)地質(zhì)時(shí)間的分析，建立了新的時(shí)-深關(guān)系，進(jìn)而確定振幅地層切片的地質(zhì)意義，并標(biāo)定振幅地層切片數(shù)據(jù)體的絕對(duì)地質(zhì)時(shí)間。通過(guò)多層拉平技術(shù)(Wheeler變換)，形成90°相位振幅地層切片數(shù)據(jù)體。針對(duì)不同頻率數(shù)據(jù)體，提取具有地質(zhì)等時(shí)意義的地層切片；結(jié)合單井資料標(biāo)定，對(duì)地層切片進(jìn)行沉積體系解釋?zhuān)M(jìn)而識(shí)別出不同級(jí)別的沉積相及沉積微相，并形成相應(yīng)的沉積相平面圖(圖5)。

2.2.3 天然氣運(yùn)聚成藏分析技術(shù)

研究表明[9-18]，延長(zhǎng)探區(qū)同鄂爾多斯盆地上古生界一樣，具有良好的天然氣成藏條件。鑒于探區(qū)目的層段主要發(fā)育低孔、低滲的致密砂巖氣藏，儲(chǔ)層物性及含氣性非均質(zhì)性強(qiáng)，不同區(qū)域天然氣成藏地質(zhì)條件差異明顯。

圖4 延長(zhǎng)探區(qū)頻譜與測(cè)井資料結(jié)合確定井間沉積體系關(guān)系Fig.4 Sedimentary system interpretation based on combination of time-frequency spectrum and well logging in the Yanchang exploration blocka.連井時(shí)頻譜對(duì)比剖面；b.連井沉積相對(duì)比剖面

圖5 延長(zhǎng)探區(qū)不同頻率能量地層切片及沉積體系解釋Fig.5 Stratal energy slices of different frequency and sedimentary system interpretation of the Yanchang exploration blocka.60 Hz地層能量切片；b.70 Hz地層能量切片；c.沉積體系平面分布解釋成果

為明確延長(zhǎng)探區(qū)天然氣成藏主控因素及富集規(guī)律，采用平衡剖面法，系統(tǒng)恢復(fù)了探區(qū)各目的層的頂面構(gòu)造圖，研究了各目的層頂面在不同地質(zhì)歷史時(shí)期的平面、剖面演化特征(圖6)；采用數(shù)值模擬手段，恢復(fù)了古流體動(dòng)力，以運(yùn)移時(shí)期的古流體動(dòng)力分布及演化為主線(xiàn)，分析了油氣運(yùn)移方向(圖7)；由此，形成了天然氣運(yùn)聚成藏研究的關(guān)鍵技術(shù)。研究表明，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層與古流體運(yùn)聚空間的有效配置決定了探區(qū)天然氣的富集程度。

2.2.4 VES-CO2泡沫壓裂儲(chǔ)層改造技術(shù)

針對(duì)延長(zhǎng)探區(qū)上古生界氣藏儲(chǔ)層致密、物性及含氣性非均質(zhì)性強(qiáng)等地質(zhì)特征，成功研發(fā)出適合該區(qū)上古生界氣藏的新型VES-CO2泡沫壓裂液體系和新型清潔壓裂液體系及破膠劑等工藝技術(shù)，有效提高了單井產(chǎn)量，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)了氣層產(chǎn)能，為延長(zhǎng)氣田勘探開(kāi)發(fā)提供了重要技術(shù)手段。該項(xiàng)技術(shù)已獲國(guó)家專(zhuān)利，其特點(diǎn)為：①流變性能好，濾失低，與地層配伍性好；②破膠可控(依靠地層流體、溫度或外加破膠劑破膠)，無(wú)殘?jiān)瑢?duì)儲(chǔ)層傷害?。虎鄄捎煤愣▋?nèi)相、變泡沫質(zhì)量設(shè)計(jì)理念，加砂規(guī)模進(jìn)一步提高；④實(shí)現(xiàn)泡沫質(zhì)量大于60.0%，用液量少，壓裂液返排快、徹底。

延長(zhǎng)天然氣探區(qū)的試3井之前采用胍膠壓裂液壓裂，無(wú)阻流量?jī)H為2.153 3×104m3/d；采用VES-CO2泡沫壓裂，壓后無(wú)阻流量為9.929 3×104m3/d，增產(chǎn)360%。延287井之前采用胍膠壓裂液壓裂，無(wú)阻流量?jī)H為1.424 3×104m3/d；采用VES-CO2泡沫壓裂，壓后無(wú)阻流量為2.99×104m3/d，增產(chǎn)110%。

圖6 延長(zhǎng)探區(qū)山23段頂面不同時(shí)期構(gòu)造特征Fig.6 Structural map of the top Shan 23 member of the Yanchang exploration block in different geologic periodsa.現(xiàn)今山23段頂面構(gòu)造；b.晚白堊世末山23段頂面構(gòu)造

圖7 延長(zhǎng)探區(qū)山23段不同時(shí)期流體平面運(yùn)聚特征Fig.7 Fluid migration and accumulation characteristics of the Shan 23 member in the Yanchang exploration block in different geologic periodsa.現(xiàn)今山23段流體平面運(yùn)聚特征；b.晚白堊世末山23段流體平面運(yùn)聚特征

3 延長(zhǎng)探區(qū)天然氣勘探突破的啟示

延長(zhǎng)探區(qū)從2003年完鉆第一口天然氣探井到2012年的短短9年時(shí)間里，在上古生界探明地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)2 000×108m3、控制地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)1 700×108m3，建成我國(guó)鄂爾多斯盆地南部首個(gè)超千億方大型氣田，對(duì)我國(guó)西部能源化工產(chǎn)業(yè)的提升及國(guó)家能源緊張局面的緩解具有重要意義。這些成就的取得，主要得益于延長(zhǎng)石油集團(tuán)強(qiáng)化地質(zhì)研究，推動(dòng)理論和技術(shù)創(chuàng)新，突破前人“南油北氣”固有認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)了天然氣勘探的高效、快速發(fā)展。

3.1 勘探工作必須解放思想、勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)

延長(zhǎng)天然氣勘探的重大突破，是在認(rèn)真分析探區(qū)地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，解放思想，勇于探索，轉(zhuǎn)變思路，敢于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的結(jié)果，是一條認(rèn)識(shí)—實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐的成功之路。

通過(guò)認(rèn)真分析延長(zhǎng)探區(qū)古生界的資源潛力，解放了思想，挑戰(zhàn)了“貧氣”傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，制定出“油氣并舉”的勘探方針；不拘泥于相鄰探區(qū)的勘探認(rèn)識(shí)，勇于探索，在石炭系本溪組、二疊系山西組、下石盒子組鉆井獲數(shù)萬(wàn)方以上無(wú)阻流量，使之成為延長(zhǎng)探區(qū)的主要目的層，其中石炭系本溪組獲無(wú)阻流量百萬(wàn)方以上的高產(chǎn)，屬鄂爾多斯盆地首次發(fā)現(xiàn)；敢于挑戰(zhàn)固有技術(shù)，積極尋求技術(shù)突破，成功研發(fā)出適合延長(zhǎng)探區(qū)上古生界致密砂巖氣藏的新型VES-CO2泡沫壓裂技術(shù)。

3.2 地質(zhì)認(rèn)識(shí)及理論的深化和發(fā)展是天然氣勘探突破的基礎(chǔ)

天然氣勘探取得的突破，首先是地質(zhì)理論和地質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破。延長(zhǎng)石油集團(tuán)科研人員在積極繼承相鄰氣田成功地質(zhì)理論和勘探模式的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，不斷提出新認(rèn)識(shí)、新思維，進(jìn)一步深化了探區(qū)沉積展布格局及沉積演化規(guī)律，補(bǔ)充完善了鄂爾多斯盆地上古生界天然氣富集規(guī)律。這些新認(rèn)識(shí)的取得為延長(zhǎng)氣田的發(fā)現(xiàn)及取得成功奠定了基礎(chǔ)。

3.3 工程技術(shù)的進(jìn)步是勘探取得突破的重要保證

實(shí)現(xiàn)預(yù)期勘探目標(biāo)，不僅需要科學(xué)合理的地質(zhì)部署方案，而且需要先進(jìn)適用的工程技術(shù)予以支持。延長(zhǎng)石油集團(tuán)針對(duì)上古生界氣層“低孔、低滲、低產(chǎn)”難題，積極發(fā)展以酸化壓裂為主的配套工程技術(shù)，成功解放了氣層，實(shí)現(xiàn)了單井產(chǎn)量的突破。因此，地質(zhì)認(rèn)識(shí)和工程技術(shù)的有效結(jié)合、地質(zhì)認(rèn)識(shí)的深化和工程技術(shù)的進(jìn)步同步開(kāi)展，是延長(zhǎng)石油集團(tuán)天然氣取得重大突破的重要保證。

3.4 實(shí)現(xiàn)勘探的突破必須有一支迎難而上、鍥而不舍、攻堅(jiān)啃硬的技術(shù)隊(duì)伍

長(zhǎng)期以來(lái)，延長(zhǎng)石油集團(tuán)未設(shè)立專(zhuān)業(yè)科研板塊，限制了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。2008年，延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院正式成立，確立了“自主創(chuàng)新、人才立院、開(kāi)放協(xié)作、支撐發(fā)展”的辦院方針，建成了集油氣田勘探開(kāi)發(fā)、油田工程技術(shù)、石油化工和煤鹽化工綜合開(kāi)發(fā)利用為一體的綜合性技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，迅速形成了基礎(chǔ)理論扎實(shí)、掌握先進(jìn)勘探技術(shù)、敢于攻堅(jiān)啃硬、積極奮發(fā)向上的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，為企業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科研生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，大大提高了延長(zhǎng)探區(qū)整體地質(zhì)認(rèn)識(shí)，為天然氣勘探突破奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

1) 自2003年完鉆第一口真正意義上的天然氣探井——延氣1井以來(lái)，延長(zhǎng)氣田歷經(jīng)了“初期探索、勘探突破、勘開(kāi)一體化”等發(fā)展階段，突破了前人“南油北氣”的固有成藏認(rèn)識(shí)，已取得估算天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)3 000×108m3、年產(chǎn)能力7.2×108m3的良好勘探開(kāi)發(fā)效果，預(yù)示著鄂爾多斯盆地南部天然氣具有廣闊的勘探開(kāi)發(fā)前景。

2) 延長(zhǎng)探區(qū)天然氣勘探實(shí)踐表明，通過(guò)深入分析地質(zhì)條件，明確了該區(qū)天然氣資源潛力，以地質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破帶動(dòng)了天然氣勘探開(kāi)發(fā)的突破，并形成了適合該區(qū)致密砂巖氣藏的“物源及沉積相分析技術(shù)、黃土塬地震沉積學(xué)應(yīng)用技術(shù)、天然氣運(yùn)聚成藏分析技術(shù)、VES-CO2泡沫壓裂儲(chǔ)層改造技術(shù)”等系列配套技術(shù)，走出了一條認(rèn)識(shí)—實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐的勘探之路，為延長(zhǎng)探區(qū)在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)上古生界天然氣勘探重大突破創(chuàng)造了條件。

3) 延長(zhǎng)石油集團(tuán)天然氣勘探之所以能在短時(shí)間內(nèi)取得高效、快速發(fā)展，關(guān)鍵在于解放了思想，勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)；強(qiáng)化了地質(zhì)研究，及時(shí)深化、發(fā)展了地質(zhì)認(rèn)識(shí)及成藏理論；推動(dòng)了理論和技術(shù)創(chuàng)新，確保地質(zhì)認(rèn)識(shí)深化和工程技術(shù)進(jìn)步同步開(kāi)展；培養(yǎng)了一支鍥而不舍、攻堅(jiān)啃硬的技術(shù)隊(duì)伍。

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(編輯 李 軍)

MajorbreakthroughofgasexplorationinYangchangblocksanditssignificance

Wang Xiangzeng

[ShaanxiYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi’an,Shaanxi710075,China]

The natural gas exploration blocks of Yanchang Petroleum Group(Yanchang exploration blocks)are located in the southeast of Yishan slope of Ordos Basin.The basin has long been believed to be rich in oil in its south part and abundant in gas in its north-a mindset that resulted in pessimistic evaluation data of gas potential in the Upper Paleozoic exploration blocks of the Group.The first real exploratory well for gas was drilled in the area in 2003.Geological data gathered since then have revealed that the blocks sit in the eastern part of the northern Shanbei slope,which is rich in both oil and gas.The reservoirs are dominated by underwater distributary channels and barrier islands,source rocks are widely distributed,and mudstone seals are thick and stable.The gas resource was estimated to be over 750 bcm.Theoretical and technological innovation obtained during exploration in the blocks by the Group had led to the following achievements:(1)A new understanding of gas accumulation is proposed,i.e.gas accumulations are controlled by combination of reservoirs with paleo-fluid migration and accumulation space;(2)A new foam fracturing system(VES-CO2)was deve-loped and tested for the Upper Paleozoic tight gas reservoirs.A proven gas in place of more than 300 bcm and annual gas production capacity of 720 million cm3were obtained. What’s more,the Carboniferous Benxi Formation in the basin was found to be able to produce gas at an absolute open flow of over million cubic meters.

tight sand gas reservoir;gas exploration;Yangchang gas field;Upper Paleozoic;Ordos Basin

2013-09-22;

：2013-12-31。

王香增(1968—)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師、博士后，石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)。E-mail:sxycpcwxz@126.com。

0253-9985(2014)01-0001-09

10.11743/ogg20140101

TE132.1

：A